En donde:
H = densidad en cm2.
Nf = cantidad en m/min de las fibras.
Nn = cantidad en m/min de la napa.
Va = velocidad del cilindro alimentador.
l = longitud de las fibras.
Vt = velocidad de la vota.
B = ancho de la bota.
n = fibras por punta.
Intensidad de cardado.
Se da el nombra de intensidad de cardado, a la relación que existe entre el número de vueltas de la bota y los centímetros de napa alimentada en el mismo tiempo.
También puede definirse, por el número de fibras que corresponden por punta. La producción que pueda darnos una carda, variaré según e tipo de fibra utilizada y las características que presente la máquina.
Zona 1: Alimentador (taker-in)
Zona 2: Zona de cardado de la fibra
Zona 3: Cilindro/Interacción de Doffer
Q1: Masa de la fibra transferida del cilindro al doffer
K: Coeficiente de transferencia
Q2: Reciclaje de capa
QL: Masa de la fibra transferida taker-in al cilindro
Qf: Tiras planas
Qo: Capa operacional
Descripción del proceso de cardado.
El material va de los cuartos de reposo al cargador. Donde por medio de una banda transportadora y un tendido de púas se va alimentando a la báscula que, cuando llega al peso deseado (es graduable) se abre una trampilla y deja caer la fibra sobre otra banda transportadora que acerca el material a unos cilindros alimentadores y los lleva al avantrén, que es una vestidura rígida, todas las demás vestiduras son flexibles y cada vez más delgadas conforme se acercan al bastidor de pabilos.
Un cilindro transportador pasa las fibras al tambor emborrador, que se llama emborradora, pasa por un volante que despega las fibras del tambor y las pasa al doffer o cilindro llevador donde hay un peine oscilante que desprende el velo y por medio de una banda transportadora pasa por unos rodillos metálicos, lisos, que hidráulicamente están presionados y entre los cuales pasa el velo y quedan aplastadas basuras que pudieran traer convirtiéndolas en fragmentos pequeños, se llama “aplasta pajas”.
El velo es transportado y depositado en una banda transportadora que alimenta transversalmente el siguiente tambor (refinadora) de donde pasa al tambor pabilador (pabiladora), de donde pasa al último doffer (tambor peinador o llevador del velo de púas rígidas) y peine oscilante desprende al velo y se hace pasar entonces por correines diversos que convierten al velo en cintas de fibras que pasan por diferentes botas frotadoras para darles algo de consistencia, (falsa torsión) y posteriormente los pabilos se recogen en forma de quesos sobre un bastidor.
De acuerdo a la clase de la fibra se determinan los valores de los ajustes mecánicos de esta maquina por ejemplo: velocidades, separaciones, intensidad de limpieza, grado de paralelismo y uniformidad (grado de cardado).
El cardado en la maquina se efectúa entre el gran tambor y los chapones presentando la fibra lo mas cerca posible de la acción de las guarniciones o puntas con diferencia de movimientos y de velocidad.
La eliminación de impurezas se hace tanto de manera mecánica por las guarniciones o vestiduras (se le llama guarnición o vestidura al grupo de puas o puntas, de carácter rígido o flexible, de acero o fibra de carbono que recubren cada uno de los cilindros taker-in, doffer y cuerpo de chapones).
Siempre se deberá procurar un adecuado esmerilado (acción de suavizar el tacto de los tejidos de algodón, poniéndolos en contacto con un cilindro revestido de esmeril muy fino y que gira a gran velocidad) de las guarniciones que garantice la correcta acción cardante, contribuyendo con la limpieza diaria a maquina parada entre cada turno y abriendo las tapas para una limpieza mas profunda cada tres meses de acuerdo a la limpieza de la fibra, se deberán evitar obstrucciones para evitar rompimiento de dientes o puas individuales con la finalidad de evitar formación de neps.
Carda de chapones: descripción general.
Se da el nombre de chapones, a la que se principal elemento cardante está constituido por unas barras de sección T recubiertas de guarniciones que se llaman chapones.
Alimentación.
Esta constituida por el cilindro desarrollador, la mesa alimentadora y el cilindro alimentador.
La mesa alimentadora tiene una superficie pulida y una plancha metálica en cuyo extremo se encuentra el cilindro alimentador acanalado, sometido a presión, el cual tiene por misión, absorber graduablemente el material para introducirlo.
Alimentación directa de las cardas.
El sistema de alimentación directa se realiza desde las abridoras hasta los silos de carga de las cardas.
Es un sistema más productivo que el del batán, ya que suprimimos una máquina, pero tienen el inconveniente de que no nos permite almacenar material en caso de avería y tienen menos versatilidad. Otra cuestión a considerar es el aspecto económico, es decir el coste de un batán, y el de un alimentación directa, para ver si en relación con un determinado proceso, la rentabilidad es positivo o no lo es, en relación con las producciones y la calidad obtenida, así como las ventajas y desventajas.
Por ejemplo la alimentadora Aerofed. El material que procede de las máquinas de preparación llega al distribuidor de copos pasando por la caja de aspiración. En la tolva que sirve de depósito hay una válvula reguladora que dosifica la llegada del material.
El ventilador de transporte, aspira el material del distribuidor de copos y lo envía al circuito de distribución encima de las cardas, el flujo del material pasa por un medidor de copos llamado Flockmeter. Por encima de la entrada a cada carda existe una tolva vertical con un pared transparente que permite hacer el control de nivel de los copos. Existe una cabeza separadora regulable y que es el punto de unión entre de distribución y la tolva. La cabeza separa del flujo de los copos la cantidad de material necesaria para cada carda. Esta separación se realiza por sistema aerodinámico. Por el aire y por la gravedad una parte predeterminada car en la tolva de alimentación de cada carda. La corriente de aire que es acelerada por la cabeza separadora transporta los copos restantes en el circuito a las otras cardas. Después de la última cabeza separadora el material excedente es regresado a los distribuidores de copos donde es mezclado con nuevos copos.
Tomador y emparrillado.
Está constituido por un cilindro recubierto de guarnición rígida del tipo diente de sierra de unos 25 cm. diámetro. Cuando las fibras de algodón, abandonan el cilindro alimentador, son arrastradas por los dientes de algodón, abandonan el cilindro alimentador, son arrastradas por los dientes del tomador y batinas contra una o dos cuchillas de perfil superior afilado, cuyo objeto es separa las impurezas más gruesas , que aún acompañan a las fibras.
Es de suma importancia, para la buena eliminación de las impurezas, que las cuchillas tengan la inclinación adecuada. Está acostumbrado a ser de unos 30° respecto al diámetro del tomador.
Cuando en el velo de una carda, se nota la presencia de “neps”, es debido muchas veces a un mal galgado o funcionamiento del tomador.
Gran tambor (bota)
Está constituido, por un tambor de fundición corrientemente de 1.3 m. de diámetro, recubierto de guarnición rígida.
El algodón transportado por los dientes del tomador, es tomado por los dientes de la bota, que lo presenta a los chapones para su cardado y disgregación.
Chapones.
Los chapones son barrotes de sección T, recubiertos en su base de guarnición, que puede ser flexible o semi-rígida.
Los chapones se apoyan por sus extremos, por dos arcos colocados lateralmente, con respecto a la “bota” y están unidos mediante dos cadenas que les comunican el movimiento.
El número de chapones que envuelven aproximadamente los 2/5 del perímetro de la bota, es de 100 a 110, de los cuales trabajan de 45 a 50. Esta superficie envolvente, no es concéntrica con el tambor, sino que se va separando gradualmente hacía la entrada del algodón, con objeto de facilitar el cardado de los primero copos, que son más gruesos y menos abiertos.
El movimiento de los chapones es lento, con relación a la del tambor principal, de manera que la velocidad relativa es siempre grande, para facilitar el cardado.
Peinador y serreta.
El peinador es un tambor de aproximadamente 65 cm. de diámetro, recubierto de guarnición rígida. Su misión es recoger las fibras que llevan la bota condesarlas y entregarlas al peine oscilante o serreta. Para ellos la velocidad debe ser muy baja con relación a la de la bota.
La serreta está constituida por un árbol paralelo al eje del peinador que lleva una lámina de acero finamente dentada.
El árbol recibe y comunica a la lámina, un rapidísimo movimiento del peinador.
Condensador y aparato plegador.
El velo pasa a través del embudo condensador, por efecto de dos cilindros absorbentes, convirtiéndose en cinta. Pasa a continuación al aparato plegador, constituido por dos cilindros estiradores y por un tubo inclinado, que forma parte de la plataforma giratoria, introduciéndose la cinta en un bote rotatorio que gira en sentido contrario, introduciéndose la cinta en un bote rotatorio que gira en sentido contrario a la plataforma indica anteriormente. La cinta va plagándose describiendo círculos, que van desviándose en virtud del movimiento del plato inferior, donde se apoya el bote.
Velocidades adecuadas de cada uno de estos órganos.
La velocidad de los órganos anteriormente enumerados, varían según que las cardas sean clásicas o de alta producción.
A continuación se indica las velocidades más corrientes, trabajan algodón de una pulgada, en los dos tipos de cardas.
Esmerilado de las guarniciones.
Después de un cierto número de horas de funcionamiento las puntas de las púas se redondean perdiendo su facultad cardante. Este defecto debe ser corregido sometiendo periódicamente a un esmerilado con aparatos especiales, que tienen por objeto igualar su superficie devolviéndoles su poder cardante.
En las cardas de chapones, los órganos deben esmerilarse son:
- La bota.
- Los chapones.
- Y el llevador.
Los aparatos empleados son cilíndricos cubiertos de esmeril natural, compuesto de arcilla y óxido de hierro.
El esmerillado de la bota y llevador se realiza en la máquina, mediante la muela corredora. Este disco tiene una anchura de 9-12 cm. para poder efectuar el recorrido del ancho de la carda, deberá tener además un movimiento de rotación, otro de translación a lo largo de todo su eje. El esmerilado de la bota y llevador puede efectuarse simultáneamente:
a) A pequeña velocidad. En este caso se necesita un tiempo mayor, pero somete las púas a una acción más suave. Por lo general los cilindros de la carda funciona tan lentamente como los mismos esmeriladores con velocidades del orden de 5-7 m/seg.
b) A velocidad normal. Los órganos de la carda poseen una velocidad igual a la de trabajo. Esta velocidad es muy apropiado para guarniciones flexibles.
c) A gran velocidad. Necesita un tiempo menor, pero tiene el inconveniente de someter las púas a bruscas variaciones y producir chispas entre la muela y la guarnición, lo que provoca la formación de rebabas, muy perjudiciales para un buen cardado.
Para una perfecta conservación del poder cardarte de un guarnición flexible es preciso esmerilar poco y con frecuencia.
El esmerilado de los chapones, se efectúa con el cilindro esmerilador. Es un cilindro hueco (de tubo sin costuras) recubierto de cinta de esmeril, que además de su movimiento giratorio tiene otro lateral de vaivén. La velocidad de giro es aproximadamente 6- 8 m/seg.
Las guarniciones rígidas, no necesitan ser esmeriladas tan a menudo. Para averiguar cuando deben esmerilarse, debe hacerse un estudio del poder cardante de la guarnición. Para ello lo aconsejable es comprobar periódicamente la limpieza que efectúa la carda, en lo que respecta a la eliminación de neps; cuando esta es inferior aproximadamente al 65% significa que su guarnición ha perdido poder cardante, ya que normalmente se admite que su grado de limpieza tiene que ser alrededor del 75%. Entonces es cuando hay que esmerilar y no antes, ya que cuando más esmerilemos, más destruiremos la guarnición rígida y más tendremos que cambiarla.
El tiempo entre los esmerilado dependerá de la producción de la carda, ya que cuando mayor sea estpa menos tiempo podremos estar sin esmerilar. Cuanto menos esmerilados hagamos, siempre que se cumplan las condiciones de limpieza, mayor será la duración de la guarnición.
Desperdicios
Las cardas producen tres tipos de desperdicios;
1) Sota-carda.
2) Chapones.
3) Cintas.
El desperdicio de sota-carda, es el que obtenemos especialmente debajo de la rejilla del tambor abridor, y en general debajo de la carda. Este desperdicio es poco aprovechable, debido a las muchas impurezas y tierras que contienen.
El desperdicio de los chapones, es de mejor calidad y alunas veces se puede aprovechar para mezclar con otros algodones, para la obtención de hilos gruesos, o para la fabricación del algodón hidrófilo.
Las cintas son los restos que quedan al romperse el velo, o las cintas antes de plegarse en el bote. Son desperdicios aprovechables.
Limpieza de las cardas.
Las cardas de alta productividad, necesitan limpiarse de forma continua, para evitar la contaminación de las salas de cardado. Para ello las cardas modernas, van equipadas con sistemas aspirantes, que normalmente se colocan a la entra y salida de los chapones, debajo de la carda, encima del peinador y a la entrada del “centinela”
Posibles errores del proceso de cardado.
- Irregularidades en el Velo
- Velo o cinta irregular
- Velo nublado
- Velo que rompe mucho o no se separa fácilmente debido a:
- Velo recortado en sus orillas
Control de calidad en el cardado.
Se refiere a los defectos que se pueden obtener en la producción del velo o cinta, por causas principalmente mecánicas, inapropiadas, ajustes, velocidades inadecuadas.
Esta máquina requiere de un constante mantenimiento preventivo evitando el correctivo ya que este último es el más caro porque al menos detiene la producción en mas de un turno por lo que se recomienda, en cardas convencionales (las cardas actuales son mas automáticas las impurezas se eliminan a mayor porción, este tipo de maquinaria es mas dispuesta para materiales finos) limpieza en cada turno, vaciando cajas de impurezas, retirando el chapón ( se denomina chapón o hueso al desperdicio de fibras demasiado cortas, residuos vegetales etcétera que han quedado atrapados en los dientes de los chapones.
De manera semanal o mensual según el grado de limpieza de la fibra abrir tapas para limpiar guarniciones de tomador, gran tambor y doffer; cada cierto periodo afilar, esmerilar o cambiar las guarniciones; lubricar y engrasar de rodamientos deberá efectuarse a diario.
Bibliografía.
Hilatura del algodón
Dr Ing. Antonio PeyCuñat.
Terrassa 1987 ETSIIT.
